이산화탄소 전기화학적 전환 성능에 미치는 전해액 첨가제의 영향

국문 초록 (Abstract)

전기화학적 CO₂ 전환 기술은 이산화탄소 배출량 증가에 따른 지구 온난화 문제의 해결 뿐 일산화탄소, 개미산, 포름알데히드, 메탄올, 메탄과 같은 고부가가치 탄소화합물의 생성에 따른 이익도 기대 할 수 있어 최근 그 가능성을 인정받고 있다. 본 연구에서는 수용액 전해질에서 CO₂를 전기화학적으로 전환하여 개미산을 생산하는데 있어서 전해액에 첨가제를 도입하여 그 영향을 평가하였다. 전환 성능 평가는 H-type 반응기를 사용하였으며, 작업전극 촉매로 Sn/C를, 상대전극으로 백금전극, 기준전극으로 Ag/AgCl을 사용하였다. 실험은 상온조건에서 시간대전류기법(chronoamperometry)을 이용해 환원전위 -2.0V에서 2시간 동안 진행하였다. 기상 생성물은 GC를 사용하여 수소와 일산화탄소를 분석하였고, 액상 생성물은 HPLC를 이용하여 개미산을 분석하였다. 첨가제를 도입하지 않았을 경우 개미산의 페러데이 효율은 39%, 생산속도는 3.7 mol/㎡h 이었다, 양극액에 첨가제를 도입하였을 경우 개미산의 효율은 32.4%, 속도는 2.2 mol/㎡h이고, 음극액에 첨가제를 도입하였을 때 개미산의 효율은 39.2%, 속도는 4.0 mol/㎡h의 결과를 나타냈다. 양극액에 첨가제를 도입하였을 경우 페러데이 효율과 개미산 생산 속도가 약간 감소하는 반면에 음극액에 첨가제를 도입했을 때 효율과 생산속도가 향상되는 결과를 확인 할 수 있었다.